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2019 年度 実績報告書

複合環境下における圧力誘起物性現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00648
研究機関東京大学

研究代表者

上床 美也  東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524)

研究分担者 摂待 力生  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00251041)
郷地 順  東京大学, 物性研究所, 助教 (20781280)
渡辺 真仁  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40334346)
藤原 直樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (60272530)
繁岡 透  山口大学, 大学院創成科学研究科, 名誉教授 (50167441)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードCeNiC2 / LaNIC2 / 圧力誘起超伝導
研究実績の概要

CeNiC2の良質単結晶の作製を行い、多結晶試料との比較検討を行った。得られた単結晶は、不純物のない良質な物であり、多結晶に比べて電気抵抗率の抵抗比の良い良質な試料であった。この試料を用いて圧力相図を作成したところ、その臨界圧力が多結晶で得られた結果より約1GPa程度低いことが明らかとなった。また、圧力誘起超伝導転移温度は多結晶の結果より高く約3.8Kであることが明らかになった。また、磁性元素を有しない、LaNiC2の単結晶をCeNiC2と同様な手法を用いて作製した。得られた単結晶はをCeNiC2と同様に、不純物のない純良な試料であった。得られた単結晶試料を用いた電気抵抗率の温度依存性を測定を行った所、これまで報告されていない、電荷密度波(CDW)の出現に起因する異常を観測した。多結晶試料において、高圧下のみで出現するCDWが、常圧下で出現し、超伝導と共存していることを、試料の純良化により初めて明らかにした。
その他の物質として、EuCu2Ge2の圧力効果の研究を行い、価数ゆらぎに起因した量子臨界点が存在することを明らかにした。
新しい物質として、強磁性Ce化合物Ce3RuSn6の良質な結晶試料の作製に成功し基礎物性測定を行い報告した。同様に、CeRu2Sn2Zn18についても単結晶試料を作製し、常圧においてCeが中間価数状態であることを明らかにし報告した。これまで強磁性体として報告されていたCePtGe2の単結晶試料作製を行い,低温で反強磁性秩序が実現していることを明らかにしその結果を報告した。同じ結晶構造であるにもかかわらず、強磁性と反強磁性の磁気秩序の存在が報告されている興味深い物質である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画した研究は、当初予定と異なるネガティブな結果も得られたが概ね達成できた。置換効果による試料作製が当初予定に反し、物質が得られない場合があることが判明したので試料作製方法法を再考しなければならない。しかし、LaNiC2純良単結晶の作製により新たな秩序相(電荷密度波)の存在を明らかに出来た。各種試料において良質単結晶の作製に成功しその結果を発表できた。

今後の研究の推進方策

LaNiC2の常圧下の物性についてこれまで報告の無かった電荷密度波の存在が明らかとなった。本研究では、この物質をフォノン項としてCeNiC2の物性評価に使用予定であったが、その圧力効果を詳細に調べる必要が出てきたので来年度以降の研究に加える。その他の研究については、当初予定通り行う。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Novel excitations near quantum criticality in geometrically frustrated antiferromagnet CsFeCl32019

    • 著者名/発表者名
      Hayashida Shohei、Matsumoto Masashige、Hagihala Masato、Kurita Nobuyuki、Tanaka Hidekazu、Itoh Shinichi、Hong Tao、Soda Minoru、Uwatoko Yoshiya、Masuda Takatsugu
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 ページ: eaaw5639(1-5)

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaw5639

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure phase of CrSb2: A new quasi-one-dimensional itinerant magnet with competing interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Jiao Y. Y.、Liu Z. Y.、McGuire M. A.、Calder S.、Yan J.-Q.、Sales B. C.、Sun J. P.、Cui Q.、Wang N. N.、Sui Y.、Uwatoko Y.、Wang B. S.、Dong X. L.、Cheng J.-G.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 3 ページ: 074404(1-10)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.3.074404

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppression of the antiferromagnetic metallic state in the pressurized MnBi2Te4 single crystal2019

    • 著者名/発表者名
      Chen K. Y.、Wang B. S.、Yan J.-Q.、Parker D. S.、Zhou J.-S.、Uwatoko Y.、Cheng J.-G.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 3 ページ: 094201(1-9)

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.3.094201

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of superconducting properties and flux pinning mechanism on Cr0.0005NbSe2 single crystal under Hydrostatic pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Arumugam S.、Krishnan Manikandan、Ishigaki Kent、Gouchi Jun、Pervin Rukshana、Selvan G. Kalai、Shirage Parasharam M.、Uwatoko Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36672-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] CeNiC2におけるNiのPt置換による物性研究2019

    • 著者名/発表者名
      郷地 順・繁岡 透・上床美也
    • 学会等名
      第35回希土類討論会
  • [学会発表] 重い電子系化合物CeNiC2の圧力誘起超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      郷地順, 繁岡透, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] Ce2Sc3Ge4における電気抵抗の圧力依存性2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yufeng, 郷地順, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] EuSr2Bi2S2.5Se1.5F4における圧力下電気抵抗異常2019

    • 著者名/発表者名
      石垣賢卯, 郷地順, 鳥塚潔, S. Arumugam, A. K. Ganguli, Z. Haque, L. C. Gupta, 上床美也
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れたCeNiC2における圧力誘起超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      郷地順・繁岡透・上床美也
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
  • [学会発表] 超伝導体EuSr2Bi2S2Se2F4における高圧下物性測定2019

    • 著者名/発表者名
      石垣賢卯, 郷地順, 鳥塚潔, S. Arumugam, A. K. Ganguli, Z. Haque, G. S. Thakur, L. C. Gupta, 上床美也
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
  • [学会発表] Pressure-induced heavy-fermion superconductivity in non-centrosymmetric compound CeNiC22019

    • 著者名/発表者名
      Jun Gouchi , S. Katano, M. Ito, K.Shibata, K. Matsubayashi, H. Soeda, H. Takahashi, T. Shigeoka Y.Uwatoko
    • 学会等名
      EHPRG2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pressure-induced evolution from heavy-fermion system to dilute-Kondo system in Ce2Sc3Ge4 single crystal2019

    • 著者名/発表者名
      Yufeng Zhang
    • 学会等名
      SCES 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic phase diagram of antiferromagnetic compound CeNiC2 under pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Gouchi
    • 学会等名
      SCES 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure Induced Fermi Surface Modification in Topological Nodal line Semimetal NbSb22019

    • 著者名/発表者名
      Dilip Bhoi
    • 学会等名
      SCES 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure effect on the BiS2 layered compound Eu3Bi2S4F42019

    • 著者名/発表者名
      Kento Ishigaki
    • 学会等名
      SCES 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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